由于非层状块体材料中的晶格中存在较强的化学键，而不是层状块体材料中弱的范德华（vdW）相互作用，因此从非层状块体材料中剥离纳米薄片极具挑战性。

近日，吉林大学黄科科副教授，复旦大学李晔飞教授报道了利用Mn³⁺的JahnTeller歧化效应和键合强度的差异，提出了一种自上而下剥离La_1-xAE_xMnO₃（AE=Ca，Sr，Ba）钙钛矿以制备ε-MnO₂纳米片的策略。

文章要点

1）XAS和溶解离子的定量分析准确地揭示了La_0.5Sr_0.5MnO₃ （LSMO）的反应过程。LSMO大块晶体中La³⁺和Sr²⁺发生选择性析出，然后发生Mn³⁺的Jahn-Teller歧化。同时，将共享角点的MnO₆八面体的重构转化为边共享网络。此外，能量和相变的随机势能面行走（SSW）路径计算结果显示，通过质子交换钙钛矿到水钠锰矿的路径，然后由钙钛矿骨架局部重构MnO₆，并进一步转变为ε-MnO₂。

2）剥离后的ε-MnO₂为空位有序，具有双晶胞厚度(0.91 nm)，表现出热力学亚稳性和良好的水氧化反应（WOR）性能，TOF为0.375 mmol_O2 mol Mn^-1 s^-1，比其他锰氧化物高得多。

这一发现不仅为制备金属氧化物纳米片状材料提供了一种新的化学合成策略，而且可以追溯起始非层状块体材料的内部电荷顺序信息。此外，该合成方法有望推广到其他具有非层状晶体结构的二维纳米片状材料的剥离。

Yilan Jiang, et al, Jahn-Teller Disproportionation Induced Exfoliation of Unit-Cell Scale ε-MnO₂, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI：10.1002/anie.202010246

https://doi.org/10.1002/anie.202010246